(57)【要約】【課題】フロントバンパの補強にあたって、部品点数の増加を最小限に抑え、車体の低速時で、剛性と吸収エネルギーの大きなバンパの補強構造を提供する。【解決手段】バンパ本体３は、車体の前側に位置する前部バンパメンバ４と後側に位置する後部バンパメンバ５とを備え、これらの接合部の間にリーンフォースメント８が配設される。また、後部バンパメンバ５とリーンフォースメント８とにより形成した貫通孔９には、サイドフレーム１１に取付けられたバンパ支持金具１２が貫通してバンパ本体３を支持する。リーンフォースメント８は、前部バンパメンバ４、後部バンパメンバ５や、バンパ支持金具１２と適宜、スポット溶接により接合Ａ，Ｂ，Ｄすることにより、バンパ本体３の側部を強化するとともに、外力が負荷したときのエネルギー吸収量を向上させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンパ本体が車幅方向に延在する前部バンパメンバと後部バンパメンバの上下部を接合することにより閉じ断面を形成し、
車体の前後方向に延在する左右サイドフレームの先端部に設けたバンパ支持部材を、前記後部バンパメンバに形成した貫通孔に貫通することにより、バンパ支持部材を前記閉じ断面内に挿入させたバンパ補強構造において、
前記貫通孔に対応する形状の貫通孔を有するリーンフォースメントを、前部バンパメンバと後部バンパメンバとの間に配設し、該リーンフォースメントを前部バンパメンバと後部バンパメンバの上下間部で接合し、さらに前記貫通孔部でリーンフォースメントを、後部バンパメンバとバンパ支持部材とで接合したことを特徴とするバンパ補強構造。
【請求項２】
前記リーンフォースメントを、後部バンパメンバの貫通孔の車幅方向における外側面から、前部バンパメンバまで延長し、リーンフォースメントをこれらの外側面と延長部とを溶接で接合したことを特徴とする請求項１に記載のバンパ補強構造。
【請求項３】
前記リーンフォースメントの貫通孔よりも上側に位置する上端部を、リーンフォースメントと後部バンパメンバとで閉じ断面を形成して接合したことを特徴とする請求項１に記載のバンパ補強構造。
【請求項４】
前記左右貫通孔間に、上端部及び下端部にフランジを形成したハット断面形状の中央補強部材を配置し、前記フランジを後部バンパメンバに溶接で固定し、ハット断面形状の頂部を前部バンパメンバに溶接で固定し、該中央補強部材の左右両端部を、前記後部バンパメンバとリーンフォースメントとで接合したことを特徴とする請求項１に記載のバンパ補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の低速時におけるインパクト時にバンパ性能を向上させ、バンパを構成する部材の変形を抑制するバンパ補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフロント部には、衝撃緩衝材としてフロントバンパが取付けられる。フロントバンパは、適切な強度とエネルギー吸収性能を適切な箇所で所有させる必要があるが、単純な構造では、それらの要件を両立させるのは、困難であり、従来では、多数の補強材を必要な場所に配置し、フロントバンパの強度とエネルギー吸収性能の両者を確保するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−４０８５８号  （要約）
【特許文献２】
特開平２００２−１７２９８７号  （要約）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フロントバンパの強度が大きく、エネルギー吸収性能の大きなフロントバンパの供給は、部品点数が増しコストアップになり、強度に対する性能設定が困難であり、さらに量産時における生産性が劣る。また、フロントバンパの各部、例えば取付部、中央部、コーナ部の適切な強度、外力に対する支持性をコントロールすることが困難である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、部品点数の増加を最小限に抑え、車体の低速時でも強度と吸収エネルギーの大きなバンパ補強構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を効果的に達成するために本発明のバンパ補強構造は、バンパ本体が車幅方向に延在する前部バンパメンバと後部バンパメンバの上下部を接合することにより閉じ断面を形成し、車体の前後方向に延在する左右サイドフレームの先端部に設けたバンパ支持部材を、前記後部バンパメンバに形成した貫通孔に貫通することにより、バンパ支持部材を前記閉じ断面内に挿入させたバンパ補強構造において、前記貫通孔に対応する形状の貫通孔を有するリーンフォースメントを、前部バンパメンバと後部バンパメンバとの間に配設し、該リーンフォースメントを前部バンパメンバと後部バンパメンバの上下間部で接合し、さらに前記貫通孔部でリーンフォースメントを、後部バンパメンバとバンパ支持部材とで接合した。
前記バンパ補強構造は、前記リーンフォースメントを、後部バンパメンバの貫通孔の車幅方向における外側面から、前部バンパメンバまで延長し、リーンフォースメントをこれらの外側面と延長部とを溶接で接合すると、補強構造がより効果的である。
また、前記バンパ補強構造は、前記リーンフォースメントの貫通孔よりも上側に位置する上端部を、リーンフォースメントと後部バンパメンバとで閉じ断面を形成して接合すると、補強構造がより効果的である。
さらに、前記バンパ補強構造は、前記左右貫通孔間に、上端部及び下端部にフランジを形成したハット断面形状の中央補強部材を配置し、前記フランジを後部バンパメンバに溶接で固定し、ハット断面形状の頂部を前部バンパメンバに溶接で固定し、該中央補強部材の左右両端部を、前記後部バンパメンバとリーンフォースメントとで接合すると、補強構造がより効果的である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるバンパの補強構造について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る自動車のフロントバンパ１のバンパ本体３を示し、図２は図１のＸ−Ｘ線方向における断面図である。なお、図１のフロントバンパ１はそのバンパカバー２を外した状態であり、図２はバンパカバー２を装着している状態で示す。
フロントバンパ１は、自動車の前部に配設され、そのバンパ本体３は、車幅方向へ延在する。バンパ本体３の表面側は車体の前側に前部バンパメンバ４が配設され、後側に後部バンパメンバ５が配設されている。
【０００７】
前部バンパメンバ４は、前端壁４ａ、上壁４ｂ及び底壁４ｃから構成されるほぼコ字形状であり、前端壁４ａの両側部に孔４ｄが形成されている。また、後部バンパメンバ５は、ほぼ略逆Ｌ字形であって、後端壁５ａと上壁５ｂとで構成され、これらのバンパメンバ４，５の間には、図３に示すリーンフォースメント８を配設している。このリーンフォースメント８は、フロントバンパ１を補強するために設けたものであり、金属製の板材を一体成形して形成した。
【０００８】
図３に示すように、リーンフォースメント８は、後端壁５ａの前に配設される基部８ａを設け、基部８ａの上部に前方上向きの傾斜部８ｂを設け、傾斜部８ｂの上側には先端部が上方に向く上端フランジ８ｃを形成している。そして、フランジ８ｃは、バンパメンバ４，５の各々の上壁４ｂ，５ｂに形成したフランジにより上部フランジ接合部６を形成している。また、基部８ａの下部には後方に延びる後部フランジ８ｄを形成し、後部フランジ８ｄは、前部バンパメンバ４の底壁４ｃの後端と、後部バンパメンバ５の後端壁５ａとで下部フランジ接合部７を形成している。
【０００９】
リーンフォースメント８は基部８ａに四角形状の孔８ｅを形成し、この孔８ｅの上部と車体中央側の各々に前方に突出する凸部８ｆ，８ｇを形成している。そして、この孔８ｅの位置に対応させて、後部バンパメンバ５にも同様に孔を形成し、リーンフォースメント８と後部バンパメンバ５とで貫通孔９を形成している。リーンフォースメント８の基部８ａの車幅方向外側には、側板部８ｈを形成し、側板部８ｈのさらに外側には傾斜部８ｉを形成し、側板部８ｈと傾斜部８ｉの境界部には、前側に梁状に突出させた突出部８ｋを形成している。そして、傾斜部８ｉの外側には、端部フランジ８ｊを形成している。
【００１０】
バンパ本体３の前部バンパメンバ４と後部バンパメンバ５とで構成する閉じ断面の内部には、図３に示す中央補強板１０が、バンパ本体３の左右に一対設けられている貫通孔９間に設けられている。図５のバンパ本体３の断面形状に示すように、中央補強板１０は、ほぼシルクハット断面形状であって、その頂き部１０ａが、前部バンパメンバ４の裏面側に溶接で接合され、上下フランジ部１０ｂ，１０ｃが後部バンパメンバ５の前面側に溶接で接合される。中央補強板１０の外側端部は、図４に示すように、リーンフォースメント８の中央側側板８ｍの面上に重ねられる。この中央補強板１０は、バンパ本体３の主として中央部を補強する。
【００１１】
図６に示すように、車体には、車体の前後方向に延在するサイドフレーム１１が左右一対設けられ、バンパ本体３はバンパ支持金具１２を介して支持されている。バンパ支持金具１２は、断面がコ字断面形状であり、該コ字形状の開口側を下向きに向けている。これらのサイドフレーム１１とバンパ支持金具１２は、ボルト１３，１４により固定されている。図３に示すように、バンパ支持金具１２の上面１２ａには、後部バンパメンバ５の凸部５ｃを重ね合わせ、凸部５ｃの上にはリーンフォースメント８に形成した凸部８ｆを重ね合わせている。また、バンパ支持金具１２の車体中央側の側面１２ｂには、後部バンパメンバ５を重ね合わせ、この面上にリーンフォースメント８に形成した凸部８ｇを重ね合わせている。
図２に示すように、バンパ本体３の前部バンパメンバ４とバンパカバー２との間には、緩衝材１５が配設されている。
【００１２】
次に、上記したバンパ本体３を構成するスポット溶接の接合点を説明する。
本実施の形態では、バンパ本体３とサイドフレーム１１とを連結するバンパ支持金具１２との連結部及び連結部周辺をリーンフォースメント８で補強している。図４に示すように、リーンフォースメント８の上部では、上端フランジ８ｃで前部バンパメンバ４と後部バンパメンバ５との３層を溶接で接合Ａ（図２参照）している。リーンフォースメント８の下部では、後部フランジ８ｄで前部バンパメンバ４と後部バンパメンバ５との３層を溶接で接合Ｂ（図２参照）している。
【００１３】
リーンフォースメント８の車幅方向中央側では、中央側側板８ｍと後部バンパメンバ５と中央補強板１０との３層を溶接で接合Ｃしている。リーンフォースメント８に形成したフランジ状の凸部８ｆ，８ｇでは、各々後部バンパメンバ５とバンパ支持金具１２の３層を溶接で接合Ｄしている。
また、リーンフォースメント８の車幅方向外側の側板部８ｈでは、後部バンパメンバ５と２層で溶接により接合Ｅしている。さらに、リーンフォースメント８の外側端部に位置する側部フランジ８ｊは、前部バンパメンバ４と２層で溶接により接合Ｆしている。
【００１４】
このような接合構造により、スポット溶接の接合Ｃ，Ｅにより、リーンフォースメント８の基部８ａ、側板部８ｈ及び中央側側板８ｍがバンパ本体３とバンパー支持金具１２との取付部を強化する。また、前部バンパメンバ４と後部バンパメンバ５で形成する閉じ断面内に、リーンフォースメント８を介在し、さらに図２に示すように、バンパメンバ４，５で形成される閉じ断面をリーンフォースメント８で、車体の前後方向に分割している。よって、このような閉じ断面が、バンパ本体（フロントバンパ１）３の側部の強度を大きくするのみならず、エネルギー吸収性能を向上させている。
【００１５】
図４に示すように、リーンフォースメント８の側板部８ｈを、後部バンパメンバ５と接合Ｅし、側部フランジ８ｊを前部バンパメンバ４と接合Ｆしているすなわち、リーンフォースメント８の側板部８ｈ、傾斜部８ｉ及び端部フランジ８ｊが、バンパ本体３を車幅方向に分割し、前部バンパメンバ４と後部バンパメンバ５間で溶接接合Ｅ，Ｆにより連結されている。これにより、バンパ本体３の側部の強度を大きくするとともに、エネルギー吸収性能を向上させている。そして、側部フランジ８ｊをバンパ本体３の車幅方向外側に設置することにより、車体のコーナ方向からの外力に対する支持剛性が向上し、溶接接合Ｆをそこに設けることにより、コーナ部の外力がバンパ本体３の取付部へ直接伝達されず、取付部の入力を緩和する。
さらに、図７に示すように、レインフォースメント８の側板部８ｈと傾斜部８ｉとの境界部に、三角形の頂点形状の断面を有し車体の前方向に突出するビード状の突出部８ｋを形成したので、さらなるバンパ本体３の強化とエネルギー吸収量の向上を図ることができる。
【００１６】
バンパ本体３の中央部では中央補強板１０を配設し、中央補強板１０の両端部が左右に設けたリーンフォースメント８と重ね合わせて接合Ｃすることにより、バンパ本体３の側部のみならず、バンパ本体３の中央部からの入力強化を図っている。すなわち、図５に示すように、中央補強板１０はハット断面形状であり、頂部１０ａを前部バンパメンバ４に取付け、上下フランジ１０ｂ，１０ｃを後部バンパメンバ５に取付けているので、中央補強板１０の側辺部１０ｄ，１０ｅが、バンパメンバ４及び５間で、梁構造となり正面方向からの剛性とエネルギー吸収量が向上する。
このように、バンパ本体３とサイドフレーム１１のバンパ支持金具１２とを組付ける貫通孔９部の周辺の周囲を複数の溶接接合Ａ〜Ｆにより形成したのでフロントバンパの側部全体の剛性強化を図り、閉じ断面が塑性変形することにより、外力がバンパ本体３に負荷する際に、吸収エネルギーの向上を図ることができる。
【００１７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上記実施の形態のリーンフォースメント８や中央補強板１０の板厚を適宜変更したり、閉じ断面形状を変更することにより、強度調整が可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のバンパ補強構造によれば、バンパ本体が車幅方向に延在する前部バンパメンバと後部バンパメンバの上下部を接合することにより閉じ断面を形成し、車体の前後方向に延在する左右サイドフレームの先端部に設けたバンパ支持部材を、前記後部バンパメンバに形成した貫通孔に貫通することにより、バンパ支持部材を前記閉じ断面内に挿入させたバンパ補強構造において、前記貫通孔に対応する形状の貫通孔を有するリーンフォースメントを、前部バンパメンバと後部バンパメンバとの間に配設し、該リーンフォースメントを前部バンパメンバと後部バンパメンバの上下間部で接合し、さらに前記貫通孔部でリーンフォースメントを、後部バンパメンバとバンパ支持部材とで接合したので、応力が集中しやすい貫通孔部周辺の補強を、少ない部材で効果的に補強することができる。
前記バンパ補強構造は、前記リーンフォースメントを、後部バンパメンバの貫通孔の車幅方向における外側面から、前部バンパメンバまで延長し、リーンフォースメントをこれらの外側面と延長部とを溶接で接合したので、前部バンパメンバと後部バンパメンバの閉じ断面間を架橋するように連結した構造となり、バンパの側部（貫通孔部よりも外側）の強化と、吸収エネルギーの向上を図ることができる。
また、前記バンパ補強構造は、前記リーンフォースメントの貫通孔よりも上側に位置する上端部を、リーンフォースメントと後部バンパメンバとで閉じ断面を形成して接合したので、閉じ断面を形成しながらリーンフォースメントを上方に延ばすことができ、貫通孔上部を効果的に補強するとともに、吸収エネルギーの向上を図ることができる。
さらに、前記バンパ補強構造は、前記左右貫通孔間に、上端部及び下端部にフランジを形成したハット断面形状の中央補強部材を配置し、前記フランジを後部バンパメンバに溶接で固定し、ハット断面形状の頂部を前部バンパメンバに溶接で固定し、該中央補強部材の左右両端部を、前記後部バンパメンバとリーンフォースメントとで接合したので、バンパ中央部の剛性の向上と、外力にたいする吸収エネルギーの向上を図ることができる。さらに、中央補強部材の両端部をリーンフォースメントまで延ばして接合したので、バンパ側部の補強をも兼ねることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるバンパ補強構造を採用しているフロントバンパのバンパ本体の斜視図である。
【図２】図１のサイドフレームが通るＸ−Ｘ線方向における断面図である。
【図３】図２に示すバンパ本体の前部バンパメンバ及び後部バンパメンバ間に配設されるリーンフォースメントを車体の前方側から見た斜視図である。
【図４】図２に示すバンパ本体を、前部バンパメンバを外した状態で、車体の前側からリーンフォースメント関連のスポット溶接点を見た正面図である。
【図５】図１に示すバンパ本体の中央部を通るＹ−Ｙ線方向における断面図である。
【図６】図１に示すバンパ本体の底面図であり、前部バンパメンバ及び後部バンパメンバを想像線で示す。
【図７】図２に示すリーンフォースメントをバンパ本体部に取付けた状態の斜視図である。
【符号の説明】
１  フロントバンパ
２  バンパカバー
３  バンパ本体
４  前部バンパメンバ
５  後部バンパメンバ
８  リーンフォースメント
８ａ  基部
８ｃ  上端フランジ
８ｄ  後部フランジ
８ｆ，８ｇ  凸部
８ｊ  側部フランジ
９  貫通孔
１０  中央補強板
１０ａ  頂部
１０ｂ，１０ｃ  フランジ
１１  サイドフレーム
１２  バンパ支持金具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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